福碳新材總經(jīng)理呂尊華 ：高純石墨材料的研究與應(yīng)用 圖
編輯：2026-02-13 15:58:41
中國粉體網(wǎng)訊 石墨*的結(jié)構(gòu)使其具有其他材料無法比擬的性能，如無氧環(huán)境下的高溫機(jī)械強(qiáng)度、高導(dǎo)熱性、低熱膨脹系數(shù)、抗輻射性和低中子吸收率。這些特殊的性質(zhì)使石墨材料在許多重要領(lǐng)域很難被替代。其中，具有高密度高強(qiáng)度和高純度的塊體石墨被稱為特種石墨。目前已在電火花加工、原子反應(yīng)堆、航空航天等高端領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
電火花加工
電火花加工是一種通過電火花產(chǎn)生的高溫腐蝕金屬的加工方法。在這個(gè)過程中，特種石墨常作為電極材料，其選擇關(guān)鍵在于石墨優(yōu)異的電導(dǎo)率、高溫下的穩(wěn)定性和易于加工的特性。
選用石墨材料時(shí)必須考慮四個(gè)主要因素：金屬去除率，此項(xiàng)指標(biāo)反映了在電火花加工中能量的直接損耗率。耐磨性，電極損耗分為整體、角部、端面和側(cè)面損耗。角部損耗尤為關(guān)鍵，因?yàn)殡姌O的耐角部損耗能力直接影響*終加工件的輪廓和精度。如果電極在*薄弱點(diǎn)能有效抵抗磨損，整體損耗將顯著減少。這要求石墨電極必須同時(shí)具備高強(qiáng)度和耐高溫的特點(diǎn)。工件表面的光潔度實(shí)際上是石墨電極表面狀態(tài)的反映，因此，用于精細(xì)加工的電極*好采用高強(qiáng)度、特微和極細(xì)顆粒的石墨。
核石墨
在核工程領(lǐng)域，石墨通常被用作中子減速劑和反應(yīng)堆內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料，尤其在高溫氣冷反應(yīng)堆中，這些應(yīng)用對(duì)石墨的性能提出了非常嚴(yán)格的要求。各向同性和純度是石墨在核工程中兩項(xiàng)至關(guān)重要的性能指標(biāo)。核反應(yīng)堆中的石墨作為中子減速劑，需要均勻地減緩從核裂變產(chǎn)生的快中子的速度，以維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。各向同性確保了中子在石墨材料內(nèi)的散射和吸收行為在所有方向上是一致的。在反應(yīng)堆運(yùn)行期間，石墨需要保持良好的結(jié)構(gòu)完整性。
此外，石墨中的雜質(zhì)元素，如硼、鎘等，可以吸收中子，這會(huì)降低中子減*率并影響核反應(yīng)的可控性。高純度石墨減少了這些雜質(zhì)的含量，從而降低了非預(yù)期的中子吸收，并且核反應(yīng)堆中的雜質(zhì)元素可能因輻射而變得放射性活躍，產(chǎn)生放射性廢物。高純度石墨減少了這種風(fēng)險(xiǎn)，便于反應(yīng)堆的廢物處理。
高強(qiáng)度模具
石墨模具在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，尤其是在高溫的工藝條件下，如連鑄、粉末冶金、玻璃熱彎成型和半導(dǎo)體生長等。高強(qiáng)度石墨模具的性能指標(biāo)和優(yōu)勢如下。高熱導(dǎo)率，這意味著它可以迅速且均勻地分布熱量，有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。耐高溫性，石墨模具能夠承受極高的溫度而不會(huì)熔化或變形，適用于高溫工藝。低熱膨脹系數(shù)，即使在溫度變化劇烈的環(huán)境中，也能保持尺寸穩(wěn)定性，這對(duì)于確保產(chǎn)品尺寸精度和使用壽命至關(guān)重要。機(jī)械強(qiáng)度，*的石墨模具具有高強(qiáng)度和適中的硬度以承受生產(chǎn)過程中的壓力和沖擊，且易于加工成復(fù)雜形狀，這為設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜模具提供了極大的靈活性。耐腐蝕性，石墨對(duì)許多化學(xué)物質(zhì)具有惰性，不易被腐蝕從而可以作為絕大多數(shù)樣品的燒結(jié)模具。自潤滑性，石墨的自潤滑特性減少了在加工過程中的摩擦，降低了對(duì)潤滑劑的依賴，減少了潛在的環(huán)境污染。
當(dāng)前，國際上高端石墨主要由日本東洋炭素、德國西格里、美國步高和法國美爾森等公司生產(chǎn)。我國石墨制品的性能與國外差距巨大，力學(xué)性能的不足限制了高新技術(shù)的發(fā)展，提純工藝的落后使得部分關(guān)鍵部件依賴進(jìn)口，而且國產(chǎn)石墨性能數(shù)據(jù)庫相對(duì)匱乏。在此背景下，加快研發(fā)高性能特種石墨產(chǎn)品，不僅有利于保障我國基礎(chǔ)材料的自主供應(yīng)，打破國外技術(shù)與產(chǎn)品壟斷，更能為國內(nèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供核心材料支撐，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
2026年3月11日，中國粉體網(wǎng)將在河南鄭州舉辦“2026全國高純石墨產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展大會(huì)暨高端石墨制品產(chǎn)業(yè)交流會(huì)”。屆時(shí)，四川福碳新材料科技有限公司總經(jīng)理呂尊華將帶來題為《高性能石墨材料的研究及應(yīng)用進(jìn)展》的報(bào)告，分享高性能石墨材料的研發(fā)與應(yīng)用成果。
參考來源： 王君卓.高強(qiáng)石墨的燒結(jié)制備與性能研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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中國粉體網(wǎng)訊 石墨*的結(jié)構(gòu)使其具有其他材料無法比擬的性能，如無氧環(huán)境下的高溫機(jī)械強(qiáng)度、高導(dǎo)熱性、低熱膨脹系數(shù)、抗輻射性和低中子吸收率。這些特殊的性質(zhì)使石墨材料在許多重要領(lǐng)域很難被替代。其中，具有高密度高強(qiáng)度和高純度的塊體石墨被稱為特種石墨。目前已在電火花加工、原子反應(yīng)堆、航空航天等高端領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
電火花加工
電火花加工是一種通過電火花產(chǎn)生的高溫腐蝕金屬的加工方法。在這個(gè)過程中，特種石墨常作為電極材料，其選擇關(guān)鍵在于石墨優(yōu)異的電導(dǎo)率、高溫下的穩(wěn)定性和易于加工的特性。
選用石墨材料時(shí)必須考慮四個(gè)主要因素：金屬去除率，此項(xiàng)指標(biāo)反映了在電火花加工中能量的直接損耗率。耐磨性，電極損耗分為整體、角部、端面和側(cè)面損耗。角部損耗尤為關(guān)鍵，因?yàn)殡姌O的耐角部損耗能力直接影響*終加工件的輪廓和精度。如果電極在*薄弱點(diǎn)能有效抵抗磨損，整體損耗將顯著減少。這要求石墨電極必須同時(shí)具備高強(qiáng)度和耐高溫的特點(diǎn)。工件表面的光潔度實(shí)際上是石墨電極表面狀態(tài)的反映，因此，用于精細(xì)加工的電極*好采用高強(qiáng)度、特微和極細(xì)顆粒的石墨。
核石墨
在核工程領(lǐng)域，石墨通常被用作中子減速劑和反應(yīng)堆內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料，尤其在高溫氣冷反應(yīng)堆中，這些應(yīng)用對(duì)石墨的性能提出了非常嚴(yán)格的要求。各向同性和純度是石墨在核工程中兩項(xiàng)至關(guān)重要的性能指標(biāo)。核反應(yīng)堆中的石墨作為中子減速劑，需要均勻地減緩從核裂變產(chǎn)生的快中子的速度，以維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。各向同性確保了中子在石墨材料內(nèi)的散射和吸收行為在所有方向上是一致的。在反應(yīng)堆運(yùn)行期間，石墨需要保持良好的結(jié)構(gòu)完整性。
此外，石墨中的雜質(zhì)元素，如硼、鎘等，可以吸收中子，這會(huì)降低中子減*率并影響核反應(yīng)的可控性。高純度石墨減少了這些雜質(zhì)的含量，從而降低了非預(yù)期的中子吸收，并且核反應(yīng)堆中的雜質(zhì)元素可能因輻射而變得放射性活躍，產(chǎn)生放射性廢物。高純度石墨減少了這種風(fēng)險(xiǎn)，便于反應(yīng)堆的廢物處理。
高強(qiáng)度模具
石墨模具在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，尤其是在高溫的工藝條件下，如連鑄、粉末冶金、玻璃熱彎成型和半導(dǎo)體生長等。高強(qiáng)度石墨模具的性能指標(biāo)和優(yōu)勢如下。高熱導(dǎo)率，這意味著它可以迅速且均勻地分布熱量，有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。耐高溫性，石墨模具能夠承受極高的溫度而不會(huì)熔化或變形，適用于高溫工藝。低熱膨脹系數(shù)，即使在溫度變化劇烈的環(huán)境中，也能保持尺寸穩(wěn)定性，這對(duì)于確保產(chǎn)品尺寸精度和使用壽命至關(guān)重要。機(jī)械強(qiáng)度，*的石墨模具具有高強(qiáng)度和適中的硬度以承受生產(chǎn)過程中的壓力和沖擊，且易于加工成復(fù)雜形狀，這為設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜模具提供了極大的靈活性。耐腐蝕性，石墨對(duì)許多化學(xué)物質(zhì)具有惰性，不易被腐蝕從而可以作為絕大多數(shù)樣品的燒結(jié)模具。自潤滑性，石墨的自潤滑特性減少了在加工過程中的摩擦，降低了對(duì)潤滑劑的依賴，減少了潛在的環(huán)境污染。
當(dāng)前，國際上高端石墨主要由日本東洋炭素、德國西格里、美國步高和法國美爾森等公司生產(chǎn)。我國石墨制品的性能與國外差距巨大，力學(xué)性能的不足限制了高新技術(shù)的發(fā)展，提純工藝的落后使得部分關(guān)鍵部件依賴進(jìn)口，而且國產(chǎn)石墨性能數(shù)據(jù)庫相對(duì)匱乏。在此背景下，加快研發(fā)高性能特種石墨產(chǎn)品，不僅有利于保障我國基礎(chǔ)材料的自主供應(yīng)，打破國外技術(shù)與產(chǎn)品壟斷，更能為國內(nèi)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供核心材料支撐，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
2026年3月11日，中國粉體網(wǎng)將在河南鄭州舉辦“2026全國高純石墨產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展大會(huì)暨高端石墨制品產(chǎn)業(yè)交流會(huì)”。屆時(shí)，四川福碳新材料科技有限公司總經(jīng)理呂尊華將帶來題為《高性能石墨材料的研究及應(yīng)用進(jìn)展》的報(bào)告，分享高性能石墨材料的研發(fā)與應(yīng)用成果。
參考來源： 王君卓.高強(qiáng)石墨的燒結(jié)制備與性能研究
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